精確定位和壓力控制在氣動系統(tǒng)中的研究與實現(xiàn).pdf

1、在注重環(huán)保和多用途的現(xiàn)代工業(yè)領域中，氣動伺服系統(tǒng)依靠價格低廉、工作可靠、結構簡單、傳動速度快、無污染、較高功率質量比等優(yōu)點，得到了廣泛的應用。但是，由于氣體本身的可壓縮性、氣缸的摩擦力以及系統(tǒng)參數(shù)易受影響等缺點的存在，氣動伺服系統(tǒng)具有強非線性、大時滯等特點，使得系統(tǒng)精確模型難以建立、控制精度難以達到理想效果。 本文基于氣動比例位置伺服系統(tǒng)和比例壓力伺服系統(tǒng)，研究了可以降低時滯對系統(tǒng)影響的預估策略，建立了伺服系統(tǒng)的數(shù)學模型，并在模

2、型的基礎上對控制策略進行了深入研究。 首先，設計了包含比例位置伺服系統(tǒng)和比例壓力伺服系統(tǒng)的氣動實驗平臺。該平臺的硬件部分可以進行位置系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)、閥的特性以及系統(tǒng)時滯的研究工作；軟件部分基于Matlab環(huán)境開發(fā)，集預估策略研究、模型建立、控制策略研究、數(shù)據(jù)采集與分析于一體，具有實時性特點。 其次，分析了系統(tǒng)時滯的產(chǎn)生原因，利用神經(jīng)網(wǎng)絡對時變的時滯參數(shù)進行辨識，將其作為灰色預估模型GM（1，1）的預估時間，用灰色預估模型

3、GM（1，1）的輸出代替系統(tǒng)原始輸出值反饋至控制器端。實驗研究表明該方法可以降低時滯影響、提高控制效果。 然后，采用機理分析法研究了比例流量閥、比例減壓閥和閥控缸系統(tǒng)，建立了位置伺服系統(tǒng)和壓力伺服系統(tǒng)的線性模型；又采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡辨識方法建立了系統(tǒng)的非線性模型。在Matlab/Simulink中對兩類模型進行了仿真，驗證了它們的正確性。 最后，對位置伺服系統(tǒng)、壓力伺服系統(tǒng)分別采用神經(jīng)網(wǎng)絡PID算法和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法